區(qū)域數(shù)字校園建設(shè)的“大興模式”

李勇

綜觀國(guó)內(nèi)數(shù)字校園的建設(shè)模式，主要分為學(xué)校自主建設(shè)和區(qū)域統(tǒng)籌建設(shè)兩種。在學(xué)校自主建設(shè)模式下，個(gè)體學(xué)?？梢愿娴卣瓶匦枨螅怀鎏厣?，但是這種模式對(duì)學(xué)校的信息化素養(yǎng)有較高的要求，而且由于數(shù)據(jù)規(guī)范難以統(tǒng)一，因此很難實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和教育資源的區(qū)域共享。區(qū)域統(tǒng)籌建設(shè)模式則以區(qū)域教育資源共享為目標(biāo)，兼顧區(qū)域整體教育理念和學(xué)校特色，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，減少重復(fù)投資，降低建設(shè)成本，但其對(duì)區(qū)域的整體基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)有極高的要求。數(shù)字校園好比城市建設(shè)，基礎(chǔ)架構(gòu)相當(dāng)于城市中的電力系統(tǒng)、暖氣管道、燃?xì)夤艿?、供水和排水管道等公共基礎(chǔ)設(shè)施，而具體應(yīng)用則相當(dāng)于城市里各具特色的建筑?；A(chǔ)架構(gòu)的科學(xué)性、開放性和穩(wěn)定性將決定整個(gè)區(qū)域的教育信息化質(zhì)量，因此在建設(shè)初期，區(qū)域統(tǒng)一的數(shù)字校園基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)就顯得尤為重要。

大興區(qū)數(shù)字校園采取區(qū)域統(tǒng)籌建設(shè)模式，數(shù)字校園基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)方案由大興區(qū)教育信息中心統(tǒng)一設(shè)計(jì)，各實(shí)驗(yàn)學(xué)校參與論證。經(jīng)過兩年的實(shí)踐和研究，已取得突破性成果，基礎(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了六個(gè)“統(tǒng)一”，即統(tǒng)一的用戶管理和身份認(rèn)證系統(tǒng)、統(tǒng)一的應(yīng)用管理系統(tǒng)、統(tǒng)一的消息管理系統(tǒng)、統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)、統(tǒng)一的個(gè)人門戶系統(tǒng)和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)互操作系統(tǒng)（如圖1）。

圖1 大興區(qū)數(shù)字校園基礎(chǔ)架構(gòu)圖

統(tǒng)一的用戶管理和實(shí)名身份認(rèn)證系統(tǒng)

大興區(qū)教育網(wǎng)統(tǒng)一實(shí)名身份認(rèn)證系統(tǒng)采取區(qū)校兩級(jí)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，建立并統(tǒng)一了全區(qū)教師賬號(hào)、學(xué)生賬號(hào)和家長(zhǎng)賬號(hào)，實(shí)現(xiàn)了各種用戶的統(tǒng)一實(shí)名身份認(rèn)證和單點(diǎn)登錄，利用數(shù)據(jù)互操作技術(shù)實(shí)現(xiàn)了CMIS數(shù)據(jù)的共享和各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的區(qū)校共享。

我們根據(jù)教委人事科的教師數(shù)據(jù)，在區(qū)級(jí)平臺(tái)建立了教師實(shí)名信息數(shù)據(jù)，教師賬號(hào)與教師實(shí)名身份信息綁定，實(shí)現(xiàn)了教師實(shí)名認(rèn)證。區(qū)級(jí)平臺(tái)還與人事科調(diào)令管理系統(tǒng)整合，調(diào)令管理系統(tǒng)直接操作教師實(shí)名信息數(shù)據(jù)，從源頭上確保了教師人數(shù)和教師所屬單位信息的準(zhǔn)確性。各學(xué)校的校級(jí)平臺(tái)通過數(shù)據(jù)互操作技術(shù)從區(qū)級(jí)平臺(tái)自動(dòng)同步教師實(shí)名信息和賬號(hào)數(shù)據(jù)，當(dāng)區(qū)級(jí)平臺(tái)的教師信息發(fā)生變動(dòng)時(shí)，能夠自動(dòng)同步到校級(jí)平臺(tái)。

學(xué)生和家長(zhǎng)賬號(hào)的建立過程充分體現(xiàn)了數(shù)據(jù)互操作技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。在建立學(xué)生和家長(zhǎng)賬號(hào)的過程中，所發(fā)生的一系列數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，都通過數(shù)據(jù)互操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無人值守的自動(dòng)同步（如圖2）。

圖2 學(xué)生和家長(zhǎng)信息采集和建立賬號(hào)的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)圖

當(dāng)CMIS中的學(xué)生信息發(fā)生變化時(shí)，變動(dòng)的信息會(huì)自動(dòng)同步到校級(jí)平臺(tái)，然后自動(dòng)同步到區(qū)級(jí)平臺(tái)，當(dāng)學(xué)生或家長(zhǎng)在任意一級(jí)平臺(tái)修改密碼后，修改信息也會(huì)自動(dòng)同步到另一級(jí)平臺(tái)，賬號(hào)信息始終在區(qū)校兩級(jí)保持一致。

大興區(qū)統(tǒng)一實(shí)名身份認(rèn)證系統(tǒng)利用權(quán)威數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了各種用戶賬號(hào)的全區(qū)統(tǒng)一，為后續(xù)各種應(yīng)用的建設(shè)和實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

統(tǒng)一的應(yīng)用管理系統(tǒng)

隨著數(shù)字校園建設(shè)的不斷深入，學(xué)校的信息化應(yīng)用系統(tǒng)將逐漸增多，應(yīng)用管理系統(tǒng)成為數(shù)字校園建設(shè)的公共需求。大興區(qū)教育信息中心建立了全區(qū)統(tǒng)一的應(yīng)用管理數(shù)據(jù)規(guī)范，將應(yīng)用管理系統(tǒng)作為數(shù)字校園基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)。

應(yīng)用管理系統(tǒng)由云應(yīng)用商店和個(gè)人應(yīng)用中心兩部分組成。云應(yīng)用商店為教育軟件公司提供了一個(gè)開放的產(chǎn)品發(fā)布平臺(tái)，為第三方教育應(yīng)用提供了標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享規(guī)范。教育軟件公司或自由開發(fā)者均可在應(yīng)用商店注冊(cè)公司賬號(hào)，將自己的產(chǎn)品在應(yīng)用商店中發(fā)布，并對(duì)產(chǎn)品以學(xué)校為單位進(jìn)行授權(quán)管理。

應(yīng)用商店分為兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是全部應(yīng)用區(qū)域，另一個(gè)是“我學(xué)校的應(yīng)用”區(qū)域。學(xué)校管理員進(jìn)入應(yīng)用商店后，可以在全部應(yīng)用區(qū)域中選擇本學(xué)校已經(jīng)購(gòu)買或允許試用的應(yīng)用，將其添加到“我學(xué)校的應(yīng)用”區(qū)域中。

教師、學(xué)生或家長(zhǎng)登錄應(yīng)用商店后，可以在“我學(xué)校的應(yīng)用”區(qū)域中選擇與自己有關(guān)的應(yīng)用，將應(yīng)用添加到個(gè)人應(yīng)用管理中心。教師也可以在全部應(yīng)用區(qū)域中瀏覽各種應(yīng)用說明或申請(qǐng)?jiān)囉?，學(xué)校根據(jù)教師的反饋意見，在應(yīng)用商店中購(gòu)買教育應(yīng)用產(chǎn)品。

應(yīng)用管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了學(xué)校零部署的云服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，與區(qū)級(jí)統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)整合，為全體教師、學(xué)生和家長(zhǎng)提供了統(tǒng)一的應(yīng)用管理環(huán)境，通過開放的應(yīng)用發(fā)布體系和標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用接入規(guī)范，為第三方應(yīng)用建立了從公司到學(xué)校、從學(xué)校到教師、從教師到學(xué)生和家長(zhǎng)的區(qū)域教育應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)。

統(tǒng)一的消息管理系統(tǒng)

每一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用系統(tǒng)都有自己的消息管理機(jī)制，如OA辦公系統(tǒng)、通知系統(tǒng)、留言系統(tǒng)、微博、博客等，但這些應(yīng)用系統(tǒng)的消息是分散的，只有當(dāng)用戶登錄某個(gè)系統(tǒng)時(shí)，才能獲得該系統(tǒng)的消息提醒，這降低了數(shù)字校園的應(yīng)用效率，尤其是隨著應(yīng)用數(shù)量的不斷增加，其缺點(diǎn)就更加明顯。

大興區(qū)數(shù)字校園統(tǒng)一消息管理系統(tǒng)由區(qū)級(jí)消息數(shù)據(jù)中心和多個(gè)消息門戶組成，并對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，當(dāng)?shù)谌綉?yīng)用產(chǎn)生用戶消息時(shí)，會(huì)調(diào)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，向區(qū)級(jí)消息中心發(fā)送消息數(shù)據(jù)，消息中心匯聚的消息數(shù)據(jù)通過各類消息門戶推送給用戶。

消息門戶主要包括客戶端消息門戶、Web消息門戶和移動(dòng)終端消息門戶三種模式?？蛻舳讼㈤T戶由全區(qū)統(tǒng)一部署的即時(shí)通訊系統(tǒng)——校園通實(shí)現(xiàn)，基于瀏覽器的Web消息門戶由個(gè)人中心實(shí)現(xiàn)，基于安卓或IOS系統(tǒng)的智能移動(dòng)終端是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)消息門戶的主要模式，手機(jī)短信平臺(tái)也可以與消息中心整合，實(shí)現(xiàn)另一種方式的移動(dòng)消息門戶。

統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)

大興區(qū)數(shù)字校園統(tǒng)一存儲(chǔ)管理系統(tǒng)是在云存儲(chǔ)硬件設(shè)備基礎(chǔ)上建立的一套文件管理系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)教師對(duì)資源文件的上傳、下載、管理和共享，取代傳統(tǒng)的FTP工具，讓教師操作遠(yuǎn)程文件如同本地文件一樣簡(jiǎn)單。每一位教師都可以在區(qū)域云存儲(chǔ)上建立自己的云盤，并通過客戶端軟件或Web頁面對(duì)其進(jìn)行文件管理。

存儲(chǔ)管理系統(tǒng)與區(qū)級(jí)統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄。教師上傳到個(gè)人云盤中的資源文件，可以在其他第三方應(yīng)用系統(tǒng)中分享，如教師個(gè)人空間、區(qū)級(jí)教育資源平臺(tái)、名師工作室、論壇社區(qū)、家校協(xié)作平臺(tái)等。教師只需向自己的云盤上傳一次文件，就可以在多個(gè)平臺(tái)發(fā)布資源共享目錄或文件共享鏈接，有效減少了資源冗余，為其他應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了文件管理支持。

統(tǒng)一的個(gè)人門戶系統(tǒng)

個(gè)人門戶系統(tǒng)是用戶使用數(shù)字校園的入口，因此，其質(zhì)量和用戶體驗(yàn)直接影響到數(shù)字校園的成果轉(zhuǎn)化。為實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的應(yīng)用體驗(yàn)、降低建設(shè)成本和培訓(xùn)成本，大興區(qū)將個(gè)人門戶系統(tǒng)作為基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)，以云應(yīng)用的形式為全體教師、學(xué)生和家長(zhǎng)提供服務(wù)。

綜合各種需求和技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，大興區(qū)數(shù)字校園通過客戶端形式的校園通、Web形式的個(gè)人中心和智能移動(dòng)終端的APP應(yīng)用構(gòu)成個(gè)人門戶系統(tǒng)。校園通與統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了無縫集成，教師在注冊(cè)賬號(hào)時(shí)，賬號(hào)管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為教師分配一個(gè)校園通號(hào)碼，教師既可以用字母賬號(hào)登錄，也可以用校園通號(hào)碼登錄，區(qū)級(jí)用戶管理平臺(tái)為學(xué)生和家長(zhǎng)自動(dòng)分配的賬號(hào)就是校園通號(hào)碼。

校園通與區(qū)級(jí)認(rèn)證中心整合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一身份認(rèn)證和單點(diǎn)登錄。校園通與應(yīng)用管理系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)了客戶端應(yīng)用管理門戶，用戶可將常用應(yīng)用添加到校園通客戶端面板上。校園通與消息管理系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)了客戶端消息門戶，校園通直接讀取消息中心數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地向個(gè)人用戶推送消息，并實(shí)現(xiàn)消息回調(diào)。校園通與存儲(chǔ)管理系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)客戶端形式的個(gè)人文件柜，并利用即時(shí)通訊功能，實(shí)現(xiàn)文件的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)共享和群組共享。

統(tǒng)一的數(shù)據(jù)互操作系統(tǒng)

隨著數(shù)字校園建設(shè)的推進(jìn)，學(xué)校的應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)越來越多，各種應(yīng)用系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換、共享將成為數(shù)字校園建設(shè)的重要問題。

實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的技術(shù)方式主要有兩種：一種是利用同步通信技術(shù)即數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換；另一種則是利用異步通信技術(shù)，通過數(shù)據(jù)代理，基于數(shù)據(jù)隊(duì)列機(jī)制實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換。

在數(shù)字校園建設(shè)過程中，數(shù)據(jù)交換的需求比較復(fù)雜，一是應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量會(huì)不斷增加，二是多家公司參與數(shù)字校園建設(shè)，各自的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)并不一致。在這種情況下，如果使用數(shù)據(jù)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，就需要單獨(dú)開發(fā)大量的數(shù)據(jù)接口，數(shù)據(jù)交換過程也難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，使應(yīng)用系統(tǒng)的整合工作變得異常復(fù)雜和難以維護(hù)。

基于異步通信技術(shù)數(shù)據(jù)交換方式可以大量減少單獨(dú)開發(fā)數(shù)據(jù)接口的數(shù)量，通過規(guī)范化數(shù)據(jù)對(duì)象、標(biāo)準(zhǔn)化交換過程，可簡(jiǎn)化各應(yīng)用系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)整合過程，輕松實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)部和區(qū)校兩級(jí)應(yīng)用之間無人值守的數(shù)據(jù)同步。銀行ATM自動(dòng)取款機(jī)實(shí)現(xiàn)跨行支取，銀聯(lián)卡能夠在全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一刷卡消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)銀行系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的自動(dòng)交換，利用的就是異步通信技術(shù)，這種利用異步通信技術(shù)建立的數(shù)據(jù)交換中心，就是我們通常所說的數(shù)據(jù)互操作平臺(tái)。

大興區(qū)為實(shí)現(xiàn)區(qū)校兩級(jí)和學(xué)校內(nèi)部多應(yīng)用系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換，在數(shù)字校園建設(shè)上統(tǒng)一使用了數(shù)據(jù)互操作技術(shù)，區(qū)級(jí)互操作平臺(tái)負(fù)責(zé)區(qū)級(jí)應(yīng)用之間和區(qū)校兩級(jí)應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)共享，校級(jí)互操作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)校內(nèi)應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)共享。通過數(shù)據(jù)互操作平臺(tái)，大興區(qū)數(shù)字校園已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了以下應(yīng)用系統(tǒng)之間無人值守的數(shù)據(jù)自動(dòng)同步：學(xué)校CMIS系統(tǒng)向校級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步、校級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)與區(qū)級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)的雙向數(shù)據(jù)同步、校級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)與校級(jí)OA辦公系統(tǒng)和其他第三方應(yīng)用的用戶數(shù)據(jù)同步、區(qū)級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)與應(yīng)用管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步、區(qū)級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)與消息管理中心的數(shù)據(jù)同步、區(qū)級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)與校園通系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)同步、區(qū)級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)與存儲(chǔ)管理系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)同步、區(qū)級(jí)認(rèn)證系統(tǒng)與網(wǎng)安審計(jì)系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)同步。

隨著數(shù)字校園應(yīng)用系統(tǒng)的增多，數(shù)據(jù)互操作的價(jià)值也將得到更加充分的體現(xiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)互操作系統(tǒng)的成功應(yīng)用，為將來建立大型數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)分析奠定了基礎(chǔ)。

區(qū)級(jí)教育云計(jì)算中心

大興區(qū)教育云計(jì)算中心為大興區(qū)所有學(xué)校提供了區(qū)域私有云服務(wù)。目前，云計(jì)算中心主要提供虛擬服務(wù)器申請(qǐng)和云存儲(chǔ)申請(qǐng)服務(wù)。學(xué)校不必再單獨(dú)購(gòu)買服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備。大興區(qū)教育私有云降低了數(shù)字校園的建設(shè)成本，極大提高了服務(wù)器和存儲(chǔ)資源的使用效率，減少了資源浪費(fèi)，為建設(shè)區(qū)域教育云和實(shí)現(xiàn)云數(shù)字校園提供了基礎(chǔ)環(huán)境。

在區(qū)域統(tǒng)籌的數(shù)字校園建設(shè)模式下，區(qū)縣教育信息中心必須發(fā)揮重要作用，敢于承擔(dān)責(zé)任。信息中心和數(shù)字校園實(shí)驗(yàn)學(xué)校應(yīng)該協(xié)同工作，明確分工。信息中心既不能一竿子捅到底，更不能完全大撒把。一定要分清哪些是公共的需求，需要統(tǒng)一；哪些是個(gè)體的需求，需要特色。公共的需求由信息中心負(fù)責(zé)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域統(tǒng)一，而個(gè)體需求則由數(shù)字校園實(shí)驗(yàn)學(xué)校負(fù)責(zé)，充分體現(xiàn)特色。只有做到統(tǒng)籌兼顧，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)字校園建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

大興區(qū)數(shù)字校園建設(shè)充分體現(xiàn)了統(tǒng)籌兼顧的科學(xué)發(fā)展觀，通過頂層設(shè)計(jì)，在區(qū)級(jí)層面統(tǒng)一了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)范，為后續(xù)的特色應(yīng)用建設(shè)提供了統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持、統(tǒng)一的用戶認(rèn)證支持、統(tǒng)一的應(yīng)用管理支持、統(tǒng)一的消息管理支持、統(tǒng)一的文件管理和數(shù)據(jù)共享支持。經(jīng)過兩年多的開發(fā)和建設(shè)，大興區(qū)數(shù)字校園基礎(chǔ)架構(gòu)已經(jīng)逐漸成為區(qū)域數(shù)字校園建設(shè)的“操作系統(tǒng)”，基礎(chǔ)架構(gòu)中的主要項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)校級(jí)零部署，任何第三方應(yīng)用都將基于這個(gè)統(tǒng)一的“操作系統(tǒng)”進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)和部署?！按笈d模式”為實(shí)現(xiàn)數(shù)字校園標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和區(qū)域教育信息化整體推進(jìn)提供了可復(fù)制、易推廣的解決方案。

隨著大興區(qū)數(shù)字校園建設(shè)的逐步深入，基礎(chǔ)架構(gòu)還將作為整體項(xiàng)目進(jìn)行持續(xù)的升級(jí)和完善，為數(shù)字校園的大范圍推廣和可持續(xù)發(fā)展提供“操作系統(tǒng)”級(jí)別的支撐和保障。

（作者單位：北京大興區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校）